JP2020133456A

JP2020133456A - 報知システム及び報知方法

Info

Publication number: JP2020133456A
Application number: JP2019025555A
Authority: JP
Inventors: 茂樹長屋; Shigeki Nagaya
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2019-02-15
Filing date: 2019-02-15
Publication date: 2020-08-31
Anticipated expiration: 2039-02-15
Also published as: JP7200731B2

Abstract

【課題】水中機器の水面への浮上時において安全性を確保すること。【解決手段】水中に配置される水流発電装置２の水面への浮上を報知する報知システム１であって、制御部６１により水流発電装置２の水面への浮上の情報を取得し、浮上の情報に基づいて水流発電装置２が水面へ浮上することを報知部６４が浮上水域Ｒに対し報知し、この報知により水流発電装置２の浮上水域Ｒを航行する船舶９１などに対し水流発電装置２の浮上を知らせ、水流発電装置２との衝突を回避する。【選択図】図１

Description

本発明は、報知システム及び報知方法に関する。

従来、水中で用いられる水中機器として、例えば、特表２０１４−５３４３７５号公報に記載されるように、水底に対しプラットフォーム（浮体）を係留ロープで係留し、プラットフォームを水中に浮遊させ、水流によってプラットフォームのブレードを回転させて発電を行う装置が知られている。

特表２０１４−５３４３７５号公報

このような水中機器において、メンテナンスなどにより水面へ浮上することが考えられる。この場合、浮上する水面を航行する他の船舶などに対し浮上することを知らせることが望ましい。一方、水中機器が故障などにより緊急浮上するような場合もあり得る。このような場合、他の船舶などに対し浮上することを迅速に知らせることが必要となる。

そこで、水中機器の水面への浮上時における安全性を確保できる報知システム及び報知方法の開発が望まれている。

そこで、本開示の一態様に係る報知システムは、水中に配置される水中機器の水面への浮上を報知する報知システムであって、水中機器の水面への浮上の情報を取得する浮上情報取得部と、浮上情報取得部により取得された情報に基づいて水中機器が水面へ浮上することを浮上水域に対し報知する報知部とを備えて構成される。この報知システムによれば、水中機器が水面へ浮上することを水中機器の浮上水域に対して報知することにより、水中機器の浮上水域を航行する船舶などに対し水中機器の浮上を知らせることができる。このため、水中機器との衝突を回避することが可能となる。

また、本開示の一態様に係る報知システムにおいて、浮上情報取得部及び報知部は、陸上に設置される施設に設けられていてもよい。この場合、水中機器の故障により緊急浮上する場合であっても、水中機器が水面へ浮上することを陸上の施設から浮上水域に対し確実に報知することができる。

また、本開示の一態様に係る報知システムにおいて、水中機器は水中に配置され水流によって発電を行う発電装置であってもよい。この場合、発電装置の水面への浮上を浮上水域に対し報知することができる。

本開示の一態様に係る報知方法は、水中に配置される水中機器の水面への浮上を報知する報知方法であって、水中機器の水面への浮上の情報を取得する浮上情報取得工程と、浮上情報取得工程により取得された情報に基づいて水中機器が水面へ浮上することを浮上水域に対し報知する報知工程とを含んで構成される。この報知方法によれば、水中機器が水面へ浮上することを水中機器の浮上水域に対して報知することにより、水中機器の浮上水域を航行する船舶などに対し水中機器の浮上を知らせることができる。このため、水中機器との衝突を回避することが可能となる。

本開示に係る発明によれば、水中機器の水面への浮上時において安全性を確保することができる。

本開示の実施形態に係る報知システムの概要を示す図である。水流発電装置の構成を示す概要図である。本開示の実施形態に係る報知システムの電気的構成を示すブロック図である。本開示の実施形態に係る報知方法を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る報知システムの構成概要図である。

図１に示すように、報知システム１は、水中機器の水面への浮上を報知するシステムであり、例えば水流発電装置２の水面への浮上の報知に用いられる。水流発電装置２は、水中に浮体２０を浮遊させ、浮体２０に設けられたタービン２３を水流ＦＷによって回転させて発電を行う装置である。浮体２０は、係留ロープ３によりアンカ４に係留されている。浮体２０には、ケーブル５が接続されている。ケーブル５は、浮体２０で発電した電力を伝送するための送電ケーブルである。ケーブル５は、係留ロープ３に沿って浮体２０からアンカ４に向けて延びている。また、ケーブル５は、水底に沿ってアンカ４から陸上施設６に向けて延びている。ケーブル５には、発電した電力を送電する電線のほか、通信線も含まれる。

図２に示すように、水流発電装置２は、例えば海洋に設置され、海流によって発電する。浮体２０は、左右二つの発電用ポッド２１をビーム２２によって連結して構成されている。ビーム２２は、例えば矩形の板状体を水平に配置して設けられる。発電用ポッド２１には係留ロープ３の一端が取り付けられ、係留ロープ３の他端が水底に設置されるアンカ４に取り付けられている。

係留ロープ３は、浮体２０をアンカ４に係留するためのロープ材であり、例えばワイヤロープなどの強靭なロープ材により構成される。図２では、係留ロープ３として、浮体２０側の端部を二つに分岐させたロープ材が用いられている。すなわち、係留ロープ３の浮体２０側の二つの端部の一方は右の発電用ポッド２１に取り付けられ、他方は左の発電用ポッド２１に取り付けられている。アンカ４は、浮体２０が水流ＦＷで流されないように保持するための構造物であり、例えばコンクリート製又は金属製のものが用いられる。アンカ４は、重量の大きい構造物の自重により位置を維持するシンカであってもよいし、グラウンドアンカなどの支持力も用いて位置を維持するタイプであってもよい。

図３は、報知システム１の電気的構成を示すブロック図である。

図３に示すように、水流発電装置２には、制御部２４、通信部２５、浮力調整部２６及び受電部２７が設けられている。これらの制御部２４、通信部２５、浮力調整部２６及び受電部２７は、例えば発電用ポッド２１の内部に設けられる。制御部２４は、水流発電装置２の装置全体の制御を実行する。例えば、制御部２４は、浮体２０の浮力調整制御、姿勢制御、発電制御などを実行する。制御部２４には、通信部２５、浮力調整部２６及び受電部２７が接続されている。通信部２５は、陸上施設６との通信を行う部位であり、信号の送受信が可能となっている。例えば、通信部２５は、ケーブル５を介して陸上施設６との通信を行う。浮力調整部２６は、浮体２０の浮力調整を行い、浮体２０の浮上及び沈降を調整する。浮力調整部２６としては、例えばバラストタンクへの水の出し入れを行うポンプなどが用いられる。受電部２７は、発電機２８の発電電力を入力して電力調整を行う。例えば、受電部２７は、発電電力を直流電力に変換し、所望の周波数となるように交流電力に変換する。また。受電部２７は、交流電力の変圧を行う。発電機２８は、タービン２３の回転の運動エネルギを電気エネルギに変換する機器であり、タービン２３の回転力を受けて発電する。受電部２７から出力される電力は、ケーブル５を通じて陸上施設６へ送電される。

陸上施設６には、制御部６１、通信部６２、受電部６３及び報知部６４が設けられている。制御部６１は、通信制御、受電制御及び報知制御などを実行する。例えば、制御部６１は、浮体２０との通信制御を行い、信号受信及び信号送信を制御する。また、制御部６１は、水流発電装置２の水面への浮上の情報を取得する浮上情報取得部として機能する。すなわち、制御部６１は、浮体２０からの信号を受信して、水流発電装置２の浮上情報を取得する。また、制御部６１は、水流発電装置２の浮上情報を取得しているか否かに基づいて、浮体２０が水面に浮上するか否かを判断する。そして、制御部６１は、浮体２０が水面に浮上すると判断した場合、浮体２０の浮上水域に対し水流発電装置２が水面へ浮上することを報知させる。

報知部６４は、水流発電装置２の水面への浮上を報知する部位である。例えば、報知部６４としては、報知信号を発信可能な通信機器が用いられる。具体的には、報知部６４は、無線信号として報知信号を発信する。報知信号としては、水流発電装置２の識別符号、船名、位置、速度を少なくとも含む信号とされる。この報知信号としては、ＡＩＳ（AutomaticIdentification System）信号を用いてもよい。ＡＩＳ信号は、自動船舶識別装置（ＡＩＳ）から発せられる信号である。

図１に示すように、報知信号Ｓは、水流発電装置２の浮上水域Ｒに対して送信される。浮上水域Ｒは、水流発電装置２の浮上位置を含む領域である。例えば、浮上水域Ｒは、水流発電装置２の浮上位置から所定の範囲内の領域とされる。また、報知信号Ｓは、水流発電装置２の浮上水域Ｒに発信されれば、浮上水域Ｒ以外の領域に対して発信されてもよい。

次に、本実施形態に係る報知方法について説明する。

図４は、本実施形態に係る報知方法を示すフローチャートである。図４のフローチャートは、例えば陸上施設６の制御部６１によって実行される。まず、図４のＳ１０に示すように、水流発電装置２の浮上が行われるか否かが判定される。制御部６１は、通信部６２を通じて、水流発電装置２から水面への浮上を示す信号を受信していないかどうか判定する。すなわち、制御部６１は、水流発電装置２から水面への浮上を示す信号を受信した場合には水流発電装置２の浮上が行われると判定し、水流発電装置２から水面への浮上を示す信号を受信していない場合には水流発電装置２の浮上が行われないと判定する。このとき、水流発電装置２の浮上は、定期的なメンテナンスによる浮上であってもよいし、故障などによる緊急浮上であってもよい。

Ｓ１０にて水流発電装置２の浮上が行われていないと判定された場合、図４の一連の制御処理を終了する。なお、図４の一連の制御処理は繰り返し実行され、Ｓ１０の浮上判定処理も繰り返し実行される。一方、Ｓ１０にて水流発電装置２の浮上が行われていると判定された場合、報知処理が行われる（Ｓ１２）。報知処理は、水流発電装置２が水面へ浮上することを浮上水域Ｒに対し報知する処理である。すなわち、制御部６１は報知部６４に対し報知指示の信号を出力する。これを受けて、報知部６４は、図１に示すように、浮上水域Ｒに対して報知信号Ｓを発信する。

浮上水域Ｒを航行する船舶９１は、報知信号Ｓを受信する。これにより、船舶９１は、浮上水域Ｒの水面に水流発電装置２が浮上することを認識し、浮上水域Ｒから離れるように航行する。従って、船舶９１が水流発電装置２と衝突することを回避でき、船舶９１の航行の安全が図られる。そして、図４のＳ１２の報知処理を終えたら、図４の一連の制御処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態に係る報知システム１及び報知方法によれば、水流発電装置２が水面へ浮上する場合、水流発電装置２が水面へ浮上することを浮上水域Ｒに対して報知する。これにより、水流発電装置２の浮上水域Ｒを航行する船舶などに対し水流発電装置２の浮上を知らせることができる。このため、水流発電装置２との衝突を回避することが可能となる。

本実施形態に係る報知システム１及び報知方法によれば、水流発電装置２が水面へ浮上する場合、陸上施設６から報知信号を発信する。このため、浮上水域Ｒに対して水流発電装置２の浮上を確実に知らせることができる。例えば、水流発電装置２から報知信号を発信する場合、電波では伝送減衰が大きく報知信号を浮上水域Ｒの船舶等に伝搬することが難しい。これに対し、陸上施設６から報知信号を発信することで、浮上水域Ｒの船舶等に対して水流発電装置２の浮上を確実に知らせることができるのである。

以上のように、本発明の各実施形態について説明したが、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。本発明は、特許請求の範囲の記載の要旨を逸脱しない範囲で様々な変形態様で実施することができる。

例えば、上述した実施形態においては、水流発電装置２が水面へ浮上する場合に水流発電装置２が水面へ浮上することを浮上水域Ｒに対して報知しているが、浮上水域Ｒに船舶９１が航行しているときには水流発電装置２の浮上を遅らせてもよい。例えば、陸上施設６におけるＡＩＳの受信信号に基づいて浮上水域Ｒに船舶９１が存在するか否かが判断され、浮上水域Ｒに船舶９１が存在する場合又は浮上水域Ｒに船舶９１が進入する可能性がある場合、水流発電装置２に対し浮上調整指示の信号が出力される。この信号を受けて、水流発電装置２は浮上速度を遅らせる。これにより、水流発電装置２と船舶９１との衝突をより確実に回避することができる。

また、浮上水域Ｒに船舶９１が航行しているときには水流発電装置２の浮上位置を変更してもよい。例えば、陸上施設６におけるＡＩＳの受信信号に基づいて浮上水域Ｒに船舶９１が存在するか否かが判断され、浮上水域Ｒに船舶９１が存在する場合又は浮上水域Ｒに船舶９１が進入する可能性がある場合、水流発電装置２に対し浮上位置変更指示の信号が出力される。この信号を受けて、水流発電装置２はタービン２３の回転状態を調整して浮上位置を変更する。水流発電装置２と船舶９１との衝突をより確実に回避することができる。

また、上述した実施形態においては、水流発電装置２として左右二つの発電用ポッド２１をビーム２２によって連結した浮体２０を用いる場合について説明したが、浮体２０はこのように構成されるものに限られない。例えば、浮体は、左右二つの発電用ポッド２１の間に中央ポッドを備えていてもよいし、一つの発電用ポッド２１を備えて構成されていてもよい。また、三つ以上の発電用ポッド２１を備えるものであってもよい。

また、上述した実施形態においては、発電用ポッド２１に係留ロープ３が接続される場合について説明したが、係留ロープ３は、浮体２０における発電用ポッド２１以外の部分に接続されていてもよい。例えば、係留ロープ３は、左右の発電用ポッド２１の間に設けられるビーム２２に接続されていてもよい。この場合であっても、上述した実施形態に係る報知システム及び報知方法と同様の作用効果を得ることができる。

また、上述した実施形態においては、水流発電装置２が海に設置される場合について説明したが、本発明に係る水流発電装置は、河川や湖などの水中に設置される場合もある。この場合であっても、水流による発電が可能であれば、上述した各実施形態に係る報知システム１及び報知方法と同様な作用効果を得ることができる。

また、上述した実施形態においては、水中機器が水流発電装置２である場合について説明したが、水中機器は水流発電装置２以外の機器であってもよい。この場合であっても、上述した実施形態に係る報知システム１及び報知方法と同様な作用効果を得ることができる。

１報知システム
２水流発電装置（水中機器）
３係留ロープ
４アンカ
５ケーブル
６陸上施設
２０浮体
２１発電用ポッド
２２ビーム
２３タービン
２４制御部
２５通信部
２６浮力調整部
２７受電部
２８発電機
６１制御部（浮上情報取得部）
６２通信部
６３受電部
６４報知部
９１船舶
ＦＷ水流
Ｒ浮上水域
Ｓ報知信号

Claims

水中に配置される水中機器の水面への浮上を報知する報知システムであって、
前記水中機器の水面への浮上の情報を取得する浮上情報取得部と、
前記浮上情報取得部により取得された情報に基づいて、前記水中機器が水面へ浮上することを浮上水域に対し報知する報知部と、
を備える報知システム。
前記浮上情報取得部及び前記報知部は、陸上に設置される施設に設けられている、
請求項１に記載の報知システム。
前記水中機器は、水中に配置され水流によって発電を行う発電装置である、
請求項１又は２に記載の報知システム。
水中に配置される水中機器の水面への浮上を報知する報知方法であって、
前記水中機器の水面への浮上の情報を取得する浮上情報取得工程と、
前記浮上情報取得工程により取得された情報に基づいて、前記水中機器が水面へ浮上することを浮上水域に対し報知する報知工程と、
を含む報知方法。